KR101783241B1 - Hybrid power quality improving device with high-efficiency energy-saving - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치에 있어서, R상, S상, T상의 3상 전원과 전원 계통의 중성선(N상)을 갖는 전원계통; 상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상)에 연결된 3상 부하(LOAD SYSTEM #1, #2)와 상기 R상, S상, T상 중에서 어느 특정(特定) 상과 중성선(N상)에 연결된 단상부하(LOAD SYSTEM #3, #4, #5)를 갖는 부하계통; 상기 R상, S상, T상 및 중성선(N상)에 연결된 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100); 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 제1레그(110), 제2레그(120), 및 제3레그(130) 및 코일(150)을 포함하며; 상기 코일(150)은 상기 제1레그(110)의 일단(一端), 상기 제2레그(120)의 일단(一端) 및 상기 제3레그(130)의 일단(一端)에 권취되는 제1권선(151); 및 상기 제1레그(110)의 타단(他端), 상기 제2레그(120)의 타단(他端) 및 상기 제3레그(130)의 타단(他端)에 권취되는 제2권선(152)을 포함하며; 상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 타단(他端)은 중성점(M)에 연결되며; 상기 제2권선(152)의 일단(一端)은 중성점(M)에 연결되며, 상기 제2권선(152)의 타단(他端)은 중성선(N상)에 연결되며; 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151) 및 상기 제2권선(152)의 연결을 통하여 고조파 제거, 불평형 개선 및 결상(Phase Open)이 발생하여도 정상전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제안하고자 한다.The present invention relates to a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus, comprising: a power supply system having a three-phase power source of R phase, S phase and T phase and a neutral line (N phase) of a power supply system; (LOAD SYSTEM # 1, # 2) connected to the R phase, the S phase, the T phase and the neutral line (N phase), and any one of the R phase, S phase, Phase load (LOAD SYSTEM # 3, # 4, # 5) connected to the load side (N phase); A high efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus 100 connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase); The high efficiency energy saving hybrid electric quality improvement apparatus 100 includes a first leg 110, a second leg 120, and a third leg 130 and a coil 150; The coil 150 is wound around one end of the first leg 110, one end of the second leg 120 and one end of the third leg 130, (151); And a second winding 152 wound around the other end of the first leg 110, the other end of the second leg 120 and the other end of the third leg 130, ); One end of the first winding 151 is connected to the R phase, S phase, and T, and one end of the first winding 151 is connected to the R phase, the S phase, and the T phase. And the other end of the first winding 151 is connected to the neutral point M; One end of the second winding 152 is connected to the neutral point M and the other end of the second winding 152 is connected to the neutral line N; The harmonic elimination, unbalance improvement, and phase open are generated through the connection of the first winding 151 and the second winding 152 of the high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus 100, Power hybrid type electric power quality improvement device.
Description
본 발명은 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고조파를 제거하고, 불평형을 개선하며, 결상 시에도 정상전력을 공급하여, 전력품질을 향상시키고 전력비용을 절감할 수 있는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus, and more particularly, to a high efficiency power saving hybrid electric power quality improvement apparatus which eliminates harmonics, improves unbalance, supplies normal power even during image formation, To a power saving hybrid electric quality improvement apparatus.
전력변환장치, 회전장치 및 사무용기기 등 비선형 부하의 사용 증가로 인하여 고조파가 발생하고, 단상 부하 및 삼상 부하의 혼용으로 인하여 불평형이 발생함으로써 변압기, 케이블 및 콘덴서와 같은 전력기기가 과열되거나 소손되고 제어기기의 오동작을 야기하여 전력품질 저하와 전력손실로 인하여 전력비용이 증가한다.Harmonics are generated due to the increase in the use of nonlinear loads such as power converters, rotary devices and office equipment, and unbalance occurs due to the combination of single-phase loads and three-phase loads, so that power devices such as transformers, cables and capacitors are overheated or burned, Causing the device to malfunction, resulting in lower power quality and increased power costs due to power loss.
이를 개선하기 위하여 위상선과 중성선 사이에 지그재그 변압기(zigzag transformer)를 설치하고 지그재그 변압기의 영상분 임피던스를 작게 하여 전원계통으로는 영상분 고조파 전류가 흐르지 않도록 하여 고조파를 제거하는 방식이 많이 이용되고 있다.In order to improve this, a zigzag transformer is installed between the phase line and the neutral line, and the zigzag transformer has a reduced image minute impedance, so that harmonics are removed from the power system by preventing the image minute harmonic current from flowing.
지그재그 변압기를 이용한 전기품질개선장치로써는 등록특허공보 10-0685289(이하, "종래기술 1" 이라 약칭함) 및 등록특허공보 10-1398596(이하, "종래기술 2" 이라 약칭함)에 개시되어 있다.As an electrical quality improvement apparatus using a zig-zag transformer, there are disclosed in Patent Registration No. 10-0685289 (hereinafter abbreviated as "
도 1은 종래기술 1의 회로도 및 벡터도이고, 도 2는 종래기술 2의 회로도 및 벡터도이다.Fig. 1 is a circuit diagram and a vector diagram of
개시된 종래기술 1에서는 지그재그 결선부(제1권선 및 제2권선)에 오픈델타 결선부(제3권선)를 더 부가하여 영상분 고조파 전류가 전원계통으로 흐르지 않도록 동작한다.In the disclosed
또한, 개시된 종래기술 2에서는 제1권선, 제2권선에 제3권선을 더 부가하여 고조파를 제거하고 불평형을 개선하도록 동작한다.In addition, in the disclosed
하지만, 상기와 같은 종래의 기술들은 고조파를 제거하고 불평형을 어느 정도는 개선하는 장점은 있으나, 불평형 보상이 제대로 이루어지지 않고, 제3권선을 더 부가하여야 하므로 절연성 및 경제성이 재고되어야 한다.However, although the above-described conventional techniques have an advantage of eliminating harmonics and improving the unbalance to some extent, the unbalance compensation is not properly performed, and the third winding must be additionally provided.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 고조파를 제거하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus for eliminating harmonics.
또한, 본 발명의 다른 목적은 불평형을 개선하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus which improves unbalance.
또한, 본 발명의 다른 목적은 결상이 발생하여도 정상전력을 공급할 수 있는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus capable of supplying normal power even when an image is formed.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전력품질을 개선하고, 전력비용을 절감하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus that improves power quality and reduces power cost.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단상 및 삼상으로 유연하게 제작할 수 있는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus which can be flexibly manufactured in single phase and three phases.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 제1레그; 제2레그; 제3레그; 및 코일을; 포함하고, 상기 코일은, 상기 제1레그의 일단, 상기 제2레그의 일단 및 상기 제3레그의 일단에 권취되는 제1권선; 및 상기 제1레그의 타단, 상기 제2레그의 타단 및 상기 제3레그의 타단에 권취되는 제2권선을; 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제1권선은, 일단이 각각 다른 위상으로 연결하기 위한 위상선이고, 타단이 중성점인 것을 특징으로 하고, 상기 제2권선은, 일단이 상기 중성점과 연결되고, 타단이 중성선인 것을 특징하고, 상기 제1권선과 상기 제2권선은 자속이 서로 상쇄되는 방향으로 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, A second leg; A third leg; And a coil; Wherein the coil includes: a first winding wound on one end of the first leg, one end of the second leg, and one end of the third leg; And a second winding wound on the other end of the first leg, the other end of the second leg, and the other end of the third leg; Wherein the first winding has a phase line for connecting the ends in different phases and the other end is a neutral point, wherein the second winding has one end connected to the neutral point, the other end connected to the neutral point, And the first winding and the second winding are coupled in a direction in which the magnetic fluxes cancel each other.
또한, 상기 제1권선은, 병렬로 상기 제1레그 내지 상기 제3레그에 권취되는 것을 특징으로 하고, 상기 제2권선은, 직렬로 상기 제1레그 내지 상기 제3레그에 권취되는 것을 특징으로 한다.Further, the first winding is wound around the first leg to the third leg in parallel, and the second winding is wound on the first leg to the third leg in series. do.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고조파를 제거하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving device for eliminating harmonics.
또한, 본 발명에 따르면 불평형을 개선하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus which improves imbalance.
또한, 본 발명에 따르면 결상이 발생하여도 정상전력을 공급할 수 있는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency power saving type hybrid electric quality improving device capable of supplying normal power even when an image is formed.
또한, 본 발명에 따르면 전력기기를 보호하고 수명을 연장하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving device that protects electric power devices and prolongs their service life.
또한, 본 발명에 따르면 전력품질을 개선하고 전력비용을 절감하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus that improves power quality and reduces power cost.
또한, 본 발명에 따르면 단상 및 삼상으로 유연하게 제작할 수 있는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus that can be flexibly manufactured in single phase and three phases.
도 1은 종래기술 1의 회로도 및 벡터도이다.
도 2는 종래기술 2의 회로도 및 벡터도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치 및 전압벡터도이다.
도 4는 결상이 발생한 경우에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치 및 전압벡터도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치가 적용된 전력계통도이다.Fig. 1 is a circuit diagram and a vector diagram of the
2 is a circuit diagram and a vector diagram of the
FIGS. 3A to 3C are high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus and voltage vector diagram according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus and voltage vector diagram according to a preferred embodiment of the present invention when imaging occurs.
FIG. 5 is a power system diagram to which a high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 도면들을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치 및 전압벡터도이다.FIGS. 3A to 3C are high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus and voltage vector diagram according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3c를 참조하여 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 구성을 설명하면, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 제1레그(110), 제2레그(120), 제3레그(130) 및 코일(150)을 포함한다.3A to 3C, the high-efficiency power saving hybrid electric
여기서, 상기 코일(150)은, 제1권선(151) 및 제2권선(152)을 포함한다.Here, the coil 150 includes a first winding 151 and a second winding 152.
상기 제1권선(151)은, 상기 제1레그(110)의 일단, 상기 제2레그(120)의 일단 및 상기 제3레그(130)의 일단에 권취된다.The first winding 151 is wound on one end of the
여기서, 상기 제1권선(151)은, 일단이 각각 다른 위상으로 연결하기 위한 위상선(R, S, T)이고, 타단이 중성점(M) 이다.Here, the first winding 151 is a phase line R, S, T for connecting one end in a different phase and the other end is a neutral point M.
상기 제2권선(152)은, 상기 제1레그(110)의 타단, 상기 제2레그(120)의 타단 및 상기 제3레그(130)의 타단에 권취된다.The
여기서, 상기 제2권선(152)은, 일단이 상기 중성점(M)과 연결되고, 타단이 중성선(N)이다.Here, the second winding 152 has one end connected to the neutral point M and the other end a neutral wire N. [
그리고, 상기 제1권선(151)은, 병렬로 상기 제1레그(110) 내지 상기 제3레그(130)에 권취되고, 상기 제2권선(152)은, 직렬로 상기 제1레그(110) 내지 상기 제3레그(130)에 권취된다.The first winding 151 is wound on the
또한, 상기 중성점(M)과 연결된 상기 제2권선(152)의 일단은, 제1레그(110) 내지 제3레그(130) 중 어느 하나에 권취되고 직렬로 다른 어느 두 개에 권취된다.One end of the second winding 152 connected to the neutral point M is wound on any one of the
또한, 상기 제1권선(151)과 상기 제2권선(152)은 자속이 서로 상쇄되는 방향으로 결합되어 있다.The first winding 151 and the
또한, 상기 제1권선(151)과 상기 제2권선(152)의 각각의 일단과 타단 사이에 탭(tab)을 구비하여 전력을 인출하여 사용할 수 있다.Further, tabs may be provided between one end and the other end of each of the first winding 151 and the second winding 152 to draw power.
한편, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 연결 구성이 간단함으로 단상 및 삼상으로 유연하게 제작할 수 있다.On the other hand, the high-efficiency power saving hybrid electric
도 3a 내지 도 3c를 참조하여 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 고조파 제거 원리를 설명하면, 위상선(R, S, T)에서 중성선(N)까지 위상별 전압은 위상선(R, S, T)에서 중성점(M)까지의 전압과 중성점(M)에서 중성선(N)까지의 전압이 합성되어 수학식 1과 같다.3A to 3C, the harmonic elimination principle of the high efficiency power saving hybrid electric
수학식 1에서, VRH, VSH, VTH 는 제1권선(151)의 전압이고, VRH', VSH', VTH' 는 제2권선(152)의 전압이며, VRN, VSN, VTN은 위상별 전압이다(VRN, VSN, VTN은 도면 표기 없음).In equation 1, V RH, V SH, V TH is the voltage of the a voltage of the primary winding (151), V RH ', V SH', V TH ' the second winding (152), V RN, V SN , and V TN are phase-specific voltages (V RN , V SN , and V TN are not shown in the drawings).
상기 제1권선(151)과 상기 제2권선(152)은 자속이 상쇄하도록 결합되어 있으므로 상기 제1권선(151)과 상기 제2권선(152) 유기되는 전압은 VRH'= -VRH 이고, VSH'= -VSH 이며, VTH'= -VTH 로 치환할 수 있다.Since the
또한, 상기 제1권선(151)과 상기 제2권선(152)의 자속이 상쇄되는 결합비로 권취되면, 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 위상별 전압은 상기 제1권선(151)에 유기되는 전압과 상기 제2권선(152)에 유기되는 전압이 중성점(M)에서 합성되어 수학식 2와 같다.The phase-by-phase voltage from the phase lines R, S, T to the neutral line N may be set to a predetermined value, for example, when the magnetic fluxes of the first and
한편, 상기 위상선(R, S, T)에 기본파 전압과 고조파 전압이 합성된 전압이 유기되면 상기 제1권선(151)의 위상별 전압은 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.If the combined voltage of the fundamental wave voltage and the harmonic voltage is applied to the phase lines R, S and T, the phase-by-phase voltage of the
여기서, Vm1, Vm3, Vm5는 기본파, 제3고조파, 제5고조파 전압의 크기이다.Here, V m1, V m3, m5 V is the magnitude of the fundamental wave, a third harmonic, the fifth harmonic voltage.
상기 수학식 3을 상기 수학식 2에 대입하여 정리하면, 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 위상별 전압은 수학식 4와 같다.Equation (3) is substituted into Equation (2), and the phase-to-phase voltage from the phase line (R, S, T) to the neutral line (N)
상기 수학식 4에서 알 수 있듯이 위상별 전압에는 제3고조파 전압(Vm3)이 0이 되어 상쇄되고 제거된다.As can be seen from Equation (4), the third harmonic voltage V m3 is zeroed and canceled by the phase voltage.
즉, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151)에 유기되는 고조파 전압과 상기 제2권선(152)에 유기되는 고조파 전압이 중성점(M)에서 합성되어 상쇄되고 제거된다.That is, the harmonic voltage induced in the first winding 151 and the harmonic voltage induced in the
한편, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 불평형 개선 원리를 설명하면, 위상선(R, S, T)에서 중성점(M)까지의 불평형 전압(VLM)과 상기 중성점(M)에서 중성선(N)까지 불평형 전압(VMN)은 수학식 5와 같다(VLM, VMN 은 도면 표기 없음).3A to 3C, an unbalanced voltage V LM from the phase lines R, S and T to the neutral point M is calculated by the following equation And an unbalanced voltage V MN from the neutral point M to the neutral line N are as shown in Equation 5: V LM , V MN No drawings).
상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 불평형 전압(VLN)은, 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성점(M)까지 불평형 전압(VLM)과 상기 중성점(M)에서 상기 중성선(N)까지 불평형 전압(VMN)의 합이므로 수학식 6과 같다.The unbalanced voltage V LN from the phase lines R to S to the neutral line N is a sum of the unbalanced voltage V LM from the phase lines R to S to the neutral point M, Is the sum of the unbalanced voltage V MN from the neutral point M to the neutral line N,
상기 수학식 6에서 알 수 있듯이 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 불평형 전압(VLN)은 상쇄되어 제거된다.As can be seen from Equation (6), the unbalanced voltage (V LN ) from the phase lines (R, S, T) to the neutral line (N) is canceled out.
즉, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151)에 유기되는 불평형 전압과 상기 제2권선(152)에 유기되는 불평형 전압이 중성점(M)에서 합성되어 상쇄되고 제거된다.That is, the unbalanced voltage induced in the first winding 151 and the unbalanced voltage induced in the second winding 152 of the high efficiency power saving hybrid electric
또한, 수학식 2와 수학식 5의 관계식을 위상별로 정리하면 수학식 7과 같다.Equation (7) is obtained by summarizing the relational expressions of Equations (2) and (5) by phase.
상기 수학식 7에서 알 수 있듯이 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 전압은 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성점(M)까지의 위상별 전압에서 불평형 전압이 각각 가감된다.As can be seen from Equation (7), the voltage from the phase line (R, S, T) to the neutral line (N) is unbalanced at the voltage per phase from the phase line (R, S, T) to the neutral point (M) Respectively.
즉, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151)에 유기되는 전압에서 상기 제2권선(152)에 유기되는 불평형 전압이 중성점(M)에서 합성되어 평형을 이루는 방향으로 동작한다.That is, an unbalanced voltage induced in the second winding 152 from a voltage induced in the first winding 151 of the high efficiency power saving hybrid electric
이상, 고조파 전압 제거 원리 및 불평형 전압 개선의 원리를 상기 수학식 1내지 상기 수학식 7에 전압 방정식을 사용하여 설명하였으며, 고조파 전류 제거의 원리 및 불평형 전류 개선의 원리는 상기 수학식 1내지 상기 수학식 7과 동일한 전개 과정을 통하여 설명될 수 있으므로 전류 방정식을 이용한 전개는 생략한다.The principles of the harmonic voltage cancellation principle and the unbalanced voltage improvement are described above using the voltage equations in
도 4는 결상이 발생한 경우에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치 및 전압벡터도이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus and voltage vector diagram according to a preferred embodiment of the present invention when imaging occurs.
도 4를 참조하여 결상이 발생한 경우에 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 정상전압 공급의 원리를 설명하면, 위상선(R, S, T)에서 중성선(N)까지 위상별 전압은 수학식 8과 같다.Referring to FIG. 4, the principle of supply of the normal voltage to the high efficiency power saving hybrid electric
상기 수학식 8을 위상별로 정리하면 수학식 9와 같다.The equation (8) can be summarized by phase.
상기 수학식 9에서 알 수 있듯이 위상별 전압은 그 위상을 제외한 나머지 위상들의 전압이 합성되어 보상된다.As can be seen from Equation (9), the phase-by-phase voltage is compensated by synthesizing the voltages of the remaining phases except for the phase.
즉, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151)에 유기되는 전압과 상기 제2권선(152)에 유기되는 전압이 중성점(M)에서 합성되어 보상된다.That is, the voltage induced in the first winding 151 and the voltage induced in the second winding 152 of the high efficiency power saving hybrid electric
상기 수학식 9에서 보상된 각각 위상의 전압을 상기 수학식 2에 대입하면, 상기 위상선(R, S, T)에서 상기 중성선(N)까지 결상전압이 보상되므로, 결상이 발생한 경우에도 정상전압의 공급이 가능한 것이다.When the voltage of each phase compensated in Equation (9) is substituted into Equation (2), the imaging voltage is compensated from the phase line (R, S, T) to the neutral line (N) Can be supplied.
또한, 결상이 발생한 경우에 정상전류 공급의 원리는 상기 수학식 8내지 수학식 9와 동일한 전개 과정을 통하여 설명될 수 있으므로 전류 방정식을 이용한 전개는 생략한다.In addition, since the principle of supplying the normal current when image formation occurs can be explained through the same developing process as in Equations (8) to (9), the development using the current equation is omitted.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치가 적용된 전력계통도이다.FIG. 5 is a power system diagram to which a high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
도 5를 참조하면, 전원계통(200)과 부하계통(300)의 위상선(R, S, T)과 중성선(N)에는 비선형 부하의 사용으로 인하여 발생되는 고조파 전류와 단상 부하 및 삼상 부하의 혼용으로 인하여 발생되는 불평형 전류가 합성되어 순환하게 된다.5, harmonic currents generated by the use of a nonlinear load and the phase of the single-phase load and the three-phase load generated by the use of a non-linear load are applied to the phase lines R, S, T and the neutral line N of the
상기 전원계통(200)과 상기 부하계통(300) 사이에 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)가 설치되면, 상기 위상선(R, S, T)에 흐르는 전류(IRH, ISH, ITH)와 상기 중성선(N)에 흐르는 전류(INL)은 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)에 유입되어, 상기한 바와 같은 고조파 제거 원리 및 불평형 제거 원리에 의하여 고조파 전류는 제거되고, 불평형 전류는 평형을 이루는 방향으로 동작한다.When the high efficiency power saving type hybrid electric
또한, 고조파 전압 및 불평형 전압도 상기한 바와 같은 고조파 제거 원리 및 불평형 제거 원리에 의하여 개선된다.In addition, the harmonic voltage and the unbalanced voltage are improved by the harmonic elimination principle and the unbalance elimination principle as described above.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)에 의하여 고조파가 제거되고, 불평형이 평형을 이루는 방향으로 동작할 뿐만 아니라, 결상이 발생한 경우에도 정상전력을 공급함으로써 전력품질이 개선되고 전력비용이 절감된다.
본 발명은 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치에 있어서, R상, S상, T상의 3상 전원과 전원 계통의 중성선(N상)을 갖는 전원계통; 상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상)에 연결된 3상 부하(LOAD SYSTEM #1, #2)와 상기 R상, S상, T상 중에서 어느 특정(特定) 상과 중성선(N상)에 연결된 단상부하(LOAD SYSTEM #3, #4, #5)를 갖는 부하계통; 상기 R상, S상, T상 및 중성선(N상)에 연결된 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100); 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 제1레그(110), 제2레그(120), 및 제3레그(130) 및 코일(150)을 포함하며; 상기 코일(150)은 상기 제1레그(110)의 일단(一端), 상기 제2레그(120)의 일단(一端) 및 상기 제3레그(130)의 일단(一端)에 권취되는 제1권선(151); 및 상기 제1레그(110)의 타단(他端), 상기 제2레그(120)의 타단(他端) 및 상기 제3레그(130)의 타단(他端)에 권취되는 제2권선(152)을 포함하며; 상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 타단(他端)은 중성점(M)에 연결되며; 상기 제2권선(152)의 일단(一端)은 중성점(M)에 연결되며, 상기 제2권선(152)의 타단(他端)은 중성선(N상)에 연결되며; 상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151) 및 상기 제2권선(152)의 연결을 통하여 고조파 제거, 불평형 개선 및 결상(Phase Open)이 발생하여도 정상전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치를 제안하고자 한다.As described above, the harmonics are removed by the high efficiency power saving hybrid electric
The present invention relates to a high-efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus, comprising: a power supply system having a three-phase power source of R phase, S phase and T phase and a neutral line (N phase) of a power supply system; (LOAD SYSTEM # 1, # 2) connected to the R phase, the S phase, the T phase and the neutral line (N phase), and any one of the R phase, S phase, Phase load (LOAD SYSTEM # 3, # 4, # 5) connected to the load side (N phase); A high efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus 100 connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase); The high efficiency energy saving hybrid electric quality improvement apparatus 100 includes a first leg 110, a second leg 120, and a third leg 130 and a coil 150; The coil 150 is wound around one end of the first leg 110, one end of the second leg 120 and one end of the third leg 130, (151); And a second winding 152 wound around the other end of the first leg 110, the other end of the second leg 120 and the other end of the third leg 130, ); One end of the first winding 151 is connected to the R phase, S phase, and T, and one end of the first winding 151 is connected to the R phase, the S phase, and the T phase. And the other end of the first winding 151 is connected to the neutral point M; One end of the second winding 152 is connected to the neutral point M and the other end of the second winding 152 is connected to the neutral line N; The harmonic elimination, unbalance improvement, and phase open are generated through the connection of the first winding 151 and the second winding 152 of the high efficiency power saving hybrid electric
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
100: 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치
110: 제1레그 120: 제2레그
130: 제3레그 150: 코일
151: 제1권선 152: 제2권선
200: 전원계통 300: 부하계통
M: 중성점 N: 중성선
R, S, T: 위상선100: High-efficiency power saving hybrid electric quality improvement device
110: first leg 120: second leg
130: third leg 150: coil
151: first winding 152: second winding
200: Power system 300: Load system
M: Neutral point N: Neutral line
R, S, T: phase line
Claims (2)
R상, S상, T상의 3상 전원과 전원 계통의 중성선(N상)을 갖는 전원계통(200);
상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상)에 연결된 3상 부하(LOAD SYSTEM #1, #2)와
상기 R상, S상, T상 중에서 어느 특정(特定) 상과 중성선(N상)에 연결된 단상부하(LOAD SYSTEM #3, #4, #5)를 갖는 부하계통(300);
상기 R상, S상, T상 및 중성선(N상)에 연결된 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100);
상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 제1레그(110), 제2레그(120), 및 제3레그(130) 및 코일(150)을 포함하며;
상기 코일(150)은 상기 제1레그(110)의 일단(一端), 상기 제2레그(120)의 일단(一端) 및 상기 제3레그(130)의 일단(一端)에 권취되는 제1권선(151); 및
상기 제1레그(110)의 타단(他端), 상기 제2레그(120)의 타단(他端) 및 상기 제3레그(130)의 타단(他端)에 권취되는 제2권선(152)을 포함하며;
상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 타단(他端)은 중성점(M)에 연결되며;
상기 제2권선(152)의 일단(一端)은 중성점(M)에 연결되며, 상기 제2권선(152)의 타단(他端)은 중성선(N상)에 연결되며;
상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상) 사이의 전압인 VRN, VSN 및 VTN은 아래의 식(A)와 같으며;
상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151) 및 상기 제2권선
(152)의 연결을 통하여 결상(Phase Open)이 발생하여도 상기 부하계통(300)에 정상전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치A high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus,
A power supply system 200 having a three-phase power source of R phase, S phase, and T phase, and a neutral line (N phase) of the power supply system;
Phase loads (LOAD SYSTEM # 1, # 2) connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase)
A load system 300 having single-phase loads (LOAD SYSTEM # 3, # 4, # 5) connected to a specific (specific) phase and a neutral (N) phase among the R phase, S phase and T phase;
A high efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus 100 connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase);
The high efficiency energy saving hybrid electric quality improvement apparatus 100 includes a first leg 110, a second leg 120, and a third leg 130 and a coil 150;
The coil 150 is wound around one end of the first leg 110, one end of the second leg 120 and one end of the third leg 130, (151); And
A second winding 152 wound on the other end of the first leg 110, the other end of the second leg 120, and the other end of the third leg 130, ;
One end of the first winding 151 is connected to the R phase, the S phase, and the T phase, and the other end of the first winding 151 is connected to the neutral point M;
One end of the second winding 152 is connected to the neutral point M and the other end of the second winding 152 is connected to the neutral line N;
V RN , V SN, and V TN , which are voltages between the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase) are as shown in the following formula (A);
The first and second windings (151, 151) of the high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus (100)
Is capable of supplying normal power to the load system (300) even if phase opening occurs through connection of the high efficiency power saving hybrid electric quality improving device (152)
R상, S상, T상의 3상 전원과 전원 계통의 중성선(N상)을 갖는 전원계통(200);
상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상)에 연결된 3상 부하(LOAD SYSTEM #1, #2)와
상기 R상, S상, T상 중에서 어느 특정(特定) 상과 중성선(N상)에 연결된 단상부하(LOAD SYSTEM #3, #4, #5)를 갖는 부하계통(300);
상기 R상, S상, T상 및 중성선(N상)에 연결된 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100);
상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 제1레그(110), 제2레그(120), 및 제3레그(130) 및 코일(150)을 포함하며;
상기 코일(150)은 상기 제1레그(110)의 일단(一端), 상기 제2레그(120)의 일단(一端) 및 상기 제3레그(130)의 일단(一端)에 권취되는 제1권선(151); 및
상기 제1레그(110)의 타단(他端), 상기 제2레그(120)의 타단(他端) 및 상기 제3레그(130)의 타단(他端)에 권취되는 제2권선(152)을 포함하며;
상기 제1권선(151)의 일단(一端)은 상기 R상, S상, T상에 연결되며, 상기 제1권선(151)의 타단(他端)은 중성점(M)에 연결되며;
상기 제2권선(152)의 일단(一端)은 중성점(M)에 연결되며, 상기 제2권선(152)의 타단(他端)은 중성선(N상)에 연결되며;
상기 R상, S상, T상 및 상기 중성선(N상) 사이의 전압인 VRN, VSN 및 VTN은 아래의 식(A)와 같으며;
상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)의 상기 제1권선(151) 및 상기 제2권선(152)의 연결을 통하여 고조파 전압을 식(B)에 의해서 제거할 수 있으며;
상기 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치(100)는 고조파를 제거하고 결상(Phase Open)이 발생하여도 상기 부하계통(300)에 정상전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 절전형 하이브리드 전기품질개선장치A high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus,
A power supply system 200 having a three-phase power source of R phase, S phase, and T phase, and a neutral line (N phase) of the power supply system;
Phase loads (LOAD SYSTEM # 1, # 2) connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase)
A load system 300 having single-phase loads (LOAD SYSTEM # 3, # 4, # 5) connected to a specific (specific) phase and a neutral (N) phase among the R phase, S phase and T phase;
A high efficiency power saving hybrid electric quality improving apparatus 100 connected to the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase);
The high efficiency energy saving hybrid electric quality improvement apparatus 100 includes a first leg 110, a second leg 120, and a third leg 130 and a coil 150;
The coil 150 is wound around one end of the first leg 110, one end of the second leg 120 and one end of the third leg 130, (151); And
A second winding 152 wound on the other end of the first leg 110, the other end of the second leg 120, and the other end of the third leg 130, ;
One end of the first winding 151 is connected to the R phase, the S phase, and the T phase, and the other end of the first winding 151 is connected to the neutral point M;
One end of the second winding 152 is connected to the neutral point M and the other end of the second winding 152 is connected to the neutral line N;
V RN , V SN, and V TN , which are voltages between the R phase, the S phase, the T phase, and the neutral line (N phase) are as shown in the following formula (A);
The harmonic voltage can be removed by equation (B) through the connection of the first winding 151 and the second winding 152 of the high efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus 100;
Wherein the high-efficiency power saving hybrid electric quality improvement apparatus (100) is capable of supplying normal power to the load system (300) even when phase harmonics are removed and phase open occurs,
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